Физикам удалось заглянуть в ящик Шредингера — Naked Science
5 минут
Редакция

Физикам удалось заглянуть в ящик Шредингера

Широко известен мысленный эксперимент Эрвина Шредингера. Не открыв ящик, невозможно узнать, жива или мертва заключенная в ней кошка. Однако ученым удалось обойти фундаментальный закон природы.

7990286186_2b6e7674a5_b
©Wikipedia

До сегодняшнего дня для измерения квантовой системы с 27 состояниями требовались многочисленные эксперименты, отнимающие огромное количество времени. Техника восстановления многомерного состояния называется квантовой томографией, аналогично процессу, широко применяемому в медицине, когда из двумерных картинок создается 3D-изображение.

 

Специалистам из университета Рочестера удалось разработать альтернативный метод прямого измерения квантового состояния, для которого требуется лишь один единственный эксперимент без последующей обработки результатов.

 

Работа ученых представляет огромный интерес, поскольку эффективный метод определения квантового состояния может найти широкое применение при создании новых систем передачи информации с высокой степенью безопасности, а также для понимания фундаментальных законов квантовой физики.

 

Техника прямого измерения была впервые открыта в 2011 году учеными из Национального научно-исследовательского совета Канады, которые использовали ее для определения местоположения и момента фотонов. В прошлом году исследовательская группа из Оттавы показала, что новая методика может быть использована для измерения состояний поляризации света. В представленной на прошлой неделе работе ученые, наконец, применили эту разработку к дискретной многомерной системе.

 

Идея методики состоит в следующем: проводится не одно, а два измерения квантовой системы подряд: сначала «слабое», а затем «сильное». Каждое измерение согласно принципу неопределенности Гейзенберга разрушает квантовое состояние, приводя к коллапсу волновой функции. Однако первое измерение настолько «слабо», что привносит с собой лишь слабые помехи, не разрушающие систему.

 

«Это все равно, что тайком заглянуть в ящик Шредингера, ? улыбается доктор Мехул Малик из исследовательской группы профессора Бойда. ? «Первое измерение фактически неудачное, поскольку не дает точно определить, жива ли кошка или подохла. Но какую-то информацию о здоровье животного мы все же получаем, и если повторить измерение несколько раз, можно с большой долей вероятности сказать о состоянии кошки Шредингера».

 

По утверждению Малика, «слабое» измерение не разрушает квантовое состояние, позволяя определить в последующем, «сильном» измерении, уже другой параметр системы.  

 

Затем последовательность таких измерений повторяется для одинаково приготовленных квантовых систем до тех пор, пока не удастся определить волновую функцию с необходимой степенью точности.

 

Статья, посвященная новой разработке исследователей, опубликована в журнале Nature Communications.

 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
9 часов назад
7 минут
Василий Парфенов

История с загадочным артефактом в американском штате Юта становится все запутаннее. Мало того, что, вопреки всем предосторожностям властей, «монолит» нашли любопытные граждане, так его еще украли. А недавно стало известно об аналогичной находке в Европе — на территории археологического памятника в Пятра-Нямце, Румыния.

29 ноября
53 минуты
Александр Березин

Ровно 208 лет назад русские войска разгромили армию Наполеона при Березине. Часто говорят, что отступление французской Великой армии из Москвы было чередой ее неудач и русских успехов. Однако реальность оказалась заметно сложнее: де-факто русские войска понесли большие неоправданные потери, а общим итогом кампании стало бегство Наполеона из России, но не его пленение, почти неизбежное в тех условиях. Наиболее вероятной причиной всех этих проблем было особое геополитическое видение ситуации одним человеком — Михаилом Кутузовым. Рассказываем, почему он не хотел побеждать Наполеона и сколько жизней за это заплатила наша страна.

28 ноября
5 минут
Илья Ведмеденко

В состав Черноморского флота включили новый патрульный корабль проекта 22160 — «Павел Державин».

24 ноября
7 минут
Мария Азарова

Попадание патогена в эпителий слизистой дыхательных путей и захват вирусом бокаловидных клеток приводит к нарушению слизистого барьера. Из-за уменьшения количества муцина снижается не только обонятельная чувствительность, но и возникают неприятные ощущения в носу и рту, в том числе сухость.

24 ноября
7 минут
Василий Парфенов

Фанаты эпической киноленты «Космическая одиссея 2001 года» могут ликовать: на Земле нашли объект, похожий на показанные в фильме монолиты. Необычный металлический артефакт обнаружили сотрудники Департамента общественной безопасности штата Юта во время рутинного облета территорий.

26 ноября
33 минуты
Илья Ведмеденко

Недавние события в Нагорном Карабахе показали, что победить в современной войне, не имея ударных беспилотников, сложно. Россия пока отстает от стран Запада, Китая, Израиля и даже Турции, но делает все возможное, чтобы сократить этот разрыв.

14 ноября
35 минут
Василий Парфенов

На вопрос, кто проживает на дне океана, люди отвечают по-разному. Дети и некоторые взрослые скажут: Губка Боб Квадратные Штаны. Фанаты Лавкрафта благоговейно, но с огоньком в глазах пробормочут нечто вроде «Ктулху фхтагн». А подводники и океанологи задумчиво посмотрят на вопрошающего и, если повезет, расскажут много интересного. Про квакеров, «биоуток», «блуп» и еще Посейдон его знает какие аномальные явления подводного мира.

22 ноября
24 минуты
Александр Березин

Планеты вокруг нашего Солнца расположены совсем не так, как в других системах. И это имеет крайне необычные практические последствия: расчеты показывают, что вокруг нашей звезды должны вращаться две потенциально обитаемые планеты, а не одна, как сейчас. Одна из них куда-то бесследно исчезла – и это еще в лучшем случае. Рассказываем, почему так получилось и кто конкретно в этом виноват.

24 ноября
7 минут
Мария Азарова

Попадание патогена в эпителий слизистой дыхательных путей и захват вирусом бокаловидных клеток приводит к нарушению слизистого барьера. Из-за уменьшения количества муцина снижается не только обонятельная чувствительность, но и возникают неприятные ощущения в носу и рту, в том числе сухость.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: